干摩擦条件下Si3N4-hBN复合陶瓷与1Cr18Ni9Ti配副的摩擦学特性研究

摘要

利用MMU-5G销-盘式端面磨损试验机考察了干摩擦条件下Si3N4-hBN复合陶瓷与1Cr18Ni9Ti配副时的摩擦磨损性能，分别采用扫描电子显微镜(SEM)、激光扫描显微镜、X光电子能谱(XPS)、X射线能谱(EDS)和X射线衍射(XRD)分析摩擦面形貌和物质组成。结果表明，干摩擦条件下，Si3N4-hBN/1Cr18Ni9Ti摩擦副的摩擦因数随hBN含量的增加而降低，当hBN含量为30vol.％时，摩擦因数降至0.032，Si3N4-hBN复合陶瓷的磨损率接近于零。在干摩擦条件下，Si3N4-hBN复合陶瓷与1Cr18Ni9Ti配副时，复合陶瓷颗粒在粘着层剥落过程中脱离基体形成剥落坑，磨屑在剥落坑中堆积，剥落坑中的表层磨屑和摩擦表面微凸体被氧化，化学产物驻留在摩擦界面间，进而形成含SiO2、B2O3和Fe2O3的摩擦化学反应膜。表面膜的形成保护并且润滑了陶瓷和不锈钢摩擦表面，使摩擦因数降至0.032，陶瓷的磨损率接近于零。